自然光下银离子可还原为纳米银|UIVCHEM
2017-05-11
纳米银作为一种越来越常用的材料逐渐为人熟知，而其天然来源和可能对环境产生的影响均未明确。日前，中国科学院生态环境研究中心环境化学与生态毒理学国家重点实验室刘景富课题组，在纳米银、纳米金的天然来源与环境过程研究方面取得重要进展。相关成果已发表在美国化学会出版的学术期刊《ACS纳米》上。
刘景富告诉《中国科学报》记者，因为具有防臭、杀菌等特性，纳米银的应用范围已经相当广泛，如衣袜、喷鼻剂、洗衣机、药品等，目前全球1300多种含有纳米材料的商品中，超过30%使用了纳米银。而纳米金主要作为催化剂应用在化工行业。
然而大量人工金属纳米材料如纳米银、纳米金的广泛使用，使其不可避免地进入环境，增加了环境和人体对金属纳米材料的暴露风险。此外，环境中贵金属离子的还原也可产生大量的金属纳米颗粒。目前，人们对金属纳米材料的环境过程及天然来源知之甚少。
经过研究，刘景富课题组发现，在天然日光照射下，环境水体（如河水）中的溶解性有机质（DOM）可将1价银离子与3价金离子还原为零价纳米银与纳米金。他们采用多种手段，研究了模拟日光照射下纳米银的生成动力学，发现纳米银的生成与pH、溶解氧、银离子及腐殖酸浓度有关，并揭示了其反应机制：光照下腐殖酸中的酚羟基还原溶解氧产生超氧阴离子，并进一步引发银离子的还原。
这一研究表明，DOM光照引发1价银离子与3价金离子的还原，是自然界纳米银与纳米金可能的天然来源；在富含DOM的环境水体中，溶解氧可显著促进纳米银的光还原生成，因此溶解氧引发纳米银溶解这一传统观点需要进行修正。事实上，金属纳米材料对自然环境的影响作用可能比以往认为的更复杂。
刘景富介绍，该研究成果对深入研究金属纳米材料在自然环境中的生命周期以及金、银矿的成矿机理具有重要意义。他们可能进一步研究微生物、植物还原金、银离子的机制。
该课题组较早前研究的环境水体及抗菌产品中纳米银的分析方法，分别于2009年和2011年发表在美国《分析化学》杂志上，美国《化学与工程新闻》周刊进行了报道。
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